超大、超深基坑降承压水施工技术

超大、超深基坑降承压水施工技术

要】论述了超大超深基坑降承压水施工中降水井布置，并分析了底板稳定性，后从抽水试验及降水井施工和运行论述了施工工艺及质量控制要点。

关键词】承压水；降压井；降水

引言

超大、超深基坑施工中承压地下水是导致基坑失稳破坏的关键因素，也是导致基坑事故的直接原因，当前发生的基坑事故中45-70%部分均与地下水相关，因此对地下水尤其是承压地下水进行有效处理是深大基坑施工中确保施工质量、降低事故发生率的关键环节，对基坑承压水处理技术深入研究具有深远意义。

1.降承压水施工技术

1.1 降水井布置

确保基坑内承压水水头降低的关键因素是在施工中队降压井的合理布置以及科学合理的确定抽水量及承压水头标高。一般在布置时将全部降压井布置在基坑内部，同时在基坑外布置水位观测井以便于实现在开挖深度内承压水能够按需减压来降水，并能够实现及时降低下部承压含水层的水头高度，最终将水头降低到安全高度来保证施工过程中基坑底板的稳定性[1]。

1.2 底板稳定性分析

在井孔开挖过程中必须有效对承压水头埋深进行控制以防止在开挖过程中发生突涌事故，因而应先对其进行突涌稳定性分析，由于只有

当基坑底板至承压水含水层顶板间土体的自重压力超过承压含水层顶板部位承压水的顶托力时方可表明其符合稳定条件。

1.3 抽水试验

进行抽水试验时为了保证在正式施工前能够充分观测和掌握地下承压水在抽水后对含水层内地下水位因其的变化特征，并可为基坑降水提供依据，抽水试验井应分散在整个基坑内，具体数量可结合基坑面积和地质情况确定，抽水试验时间一般为2-3d。

1.3 布井检验

当所有降压井点均施工完毕则应进行一次抽水试验来检验降压井布置的合理性，在检验过程中应结合开挖深度按需抽水以减少降水对周围环境带来的影响，同时应以不同标高对不同工况进行模拟以便更为科学合理的确定降压井施工和开启的合理布局，同时应结合模拟结果及不同开挖深度来开启不同的降压井以保证承压水头的降低程度可满足基坑开挖，并实现水利梯度平缓，在减水过程中减少因内部水力梯度过大导致的不均匀沉降对周围环境带来的负面影响。

1.4 降压井施工

构造要求。设计的降压井井口应高出地面0.5m以防止地表水渗入井内，井管外围则多采用优质粘土和水泥浆进行封井，一般封闭高度不应少于3m；井壁管一般采用焊接钢管，滤水管则采用桥式滤水管，应在其外侧包裹一层细目尼龙网，应控制滤水管直径与井壁管相同，沉淀管管径也应等同于滤水管，长度应控制在1m左右，管底采用铁板封闭[2]；

井位测放。根据井位布置示意图进行井位测放，若井位受地面障碍物则可做适当调整；

户口管埋设。应保证户口管插入原状土层内，且管外用粘性土或草辫子进行封闭以防返浆现象，最终户口管应高出地面0.1-0.3m；

钻机安装。钻机安装应保证机台安装稳固平稳，大钩对准孔中心，且大钩、转盘及井孔中心三点位于同一直线；

钻进成孔。钻井施工应一钻到底并应保证孔径，在钻进过程中应吊紧大钩钢丝绳并应轻压慢转以保证钻井过程中井孔的垂直度，井孔施工应采用孔内自然造浆，并保证在整个钻孔过程中控制泥浆密度在1.10-1.15范围内，施工中如需提升钻具或需停工则应保证孔内压满泥浆以防止孔壁坍塌；

清孔。当井孔钻至设计标高后可将钻杆提至离孔底0.5m，之后则应将井孔内杂物清除，并同时调节井孔内泥浆密度在1.10左右，最终的清孔效果应控制孔底沉淤不超过30cm，同时泛出的泥浆不含有泥块为止；

下井管。在下设井管前应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求，在下管前应先测量孔深，只有当孔深符合要求时方可下管，下管前应在过滤管两端各设置一套直径小于孔径5cm的扶正器以保证滤水管居于井孔中间，并应确保各个管节间焊接牢固、垂直，井管下到设计深度后应在井口固定居中；

填砾料。在降承压水井施工中所采用的砾料最好为中粗砂，一般应在井管内下钻杆至距离孔底0.3-0.5m，并应在井管上口加设闷头来封闭，

之后则可在钻杆内通过泥浆泵将泥浆送至井孔，在输送过程中应同时将泥浆逐步稀释以保证孔内泥浆从滤水管自内向外有井管与孔壁的环状间隙用以返浆，最终应将泥浆稀释至1.05后则可用小泵量向井内填充砾料，在填筑过程中应随时测定砾料高度直至设计高度[3]；

填粘土。粘土填筑时应控制好下料速度和数量，粘土内若含有较大块则应先将其碾碎，在粘土填筑过程中应遵循沿井管周围少放慢下的原则填筑，填筑完毕后则应在井口周围填粘土或水泥浆及时封孔以防止地表水流入井内；

洗井。在提出钻杆前应利用管内钻杆连接空压机，之后用空压机抽水，当能够抽出水后方可将钻杆用活塞洗井，同时应保证活塞从滤水管下部向上拉来将水拉出井口，开始拉活塞时应将活塞在过滤器部位上下窜动以将孔壁泥皮冲破，同时应一边注水一边拉活塞，只有当拉出的水基本不含有泥沙后方可用空压机进行抽水洗井来将管底淤泥吹出井孔，吹洗结果应以水内不含有泥沙为止；

降水运行。在正式降水前应进行试运行，试运行前应测定各个井口和地面标高、静止水位，试运行是为检查抽水设备和排水系统是否满足降水需求；试抽应在成井后立即进行以免滤水管外滤层淤塞；当基坑开挖至需降水深度时则进行正式抽水运行，在运行开始阶段应结合基坑开挖深度并对照不同深度对降低水头程度要求来增加开启井口数量，并应在整个抽水过程中坚持每天观测井内动水位，保证其深度符合开挖深度所需降低的水头值，情况异常则应分析形成原因并调整开启水井的数量；并应结合每天量测的水位深度结果对水位深度和降水时间绘制关系

曲线图[4]；

封井。当前一般采用注浆封井，首先应在管外焊接钢板止水片，待注浆封闭完成后应保证管底低于大底板顶面一定距离，同时在管口焊接双层钢板，待管口至底板顶面孔洞段应用混凝土浇筑并抹平；一般在底板钢筋绑扎时则应进行封井的准备工作，一般应事先在井管外壁焊接好3道止水钢板，但应将第二次混凝土浇筑孔洞预留；在井内注浆前应先用粘土将滤管部分填实，之后下注浆管到底部，再添2-3m高度的爪子片后方可开始注浆，过程中应一边提升注浆管一边填爪子片，并应保证管子顶端到注浆管底部距离不少于1m，待重复注浆至井管割除面以上2m左右后方可终止注浆，待注浆效果符合设计要求后方可将井管割除，并将井管内混凝土凿除100-200mm后方可在井内焊接首道钢板，后用混凝土将空隙填满后方可焊接第二道钢板，最后方可用同底板混凝土标号相同的混凝土将预留孔洞填满抹平；注浆完毕且水泥浆达到初凝后可抽出井管内压板以上残留水，并应及时观察井管内水位深度或标高的变化，当内部水位无明显升高时方可表明注浆效果良好。

2.结语

在超大超深基坑施工中承压水的控制与降水技术对整个基坑甚至后期建筑质量均有很大影响，只有在充分认识到承压水的特点，并对其对建筑施工的影响充分认识的基础上方可制定有效的治理措施，方可针对承压水的特征建立完善的承压水控制策略，确保施工质量及安全。